如何让你的机器视觉系统实现最优化？

本文来自于《控制工程中文版》（CONTROL ENGINEERING China ）2016年8月刊杂志，原标题为：工业相机：让你的机器视觉系统实现最优化

采用标准协议的组件、模块化集成以及面向未来的架构，将帮助客户提高机器视觉系统的灵活性和使用寿命。同时，良好的文档管理，培训以及维护支持，也是机器视觉系统稳定、高效运营的保证。

机器视觉系统对企业来说是一项关键的资产，它需要鲁棒性足够好，可以保持7x24小时的稳定运行，同时，还需要具有足够的灵活性，以适应“工业4.0”时代快速变化的工艺要求。对这些功能的要求意味着，培训、维护、以及具备面向未来的可扩展性，对于大多数操作系统来说都非常重要。

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高效运营从细节开始

“良好的文档和培训机制有助于客户实现高效的运营和维护。” ATS自动化公司的成像部负责人Steve Wardell说。 ATS能够提供标准的方法和包括运营和维护手册在内的文档。

文档是使用户更好地“照顾自己”的重要方式， I4 解决方案公司总裁Brian Durand补充道。 “很多客户的维护部门都会遇到人员流动问题。”他说。员工的流动意味着客户将在一两年内失去那些训练有素的技术和操作人员。更为糟糕的是，很多时候那些熟练员工是在在安装系统时就开始工作的。因此，定期培训是帮助客户保持新老交替平稳过度的一个好注意。

I4公司为客户提供了详细、具体的应用程序或安装指南，并且还提供了文档，可以具体到一个客户的独特的安装操作手册。例如，一些特殊要求的文档可能会涵盖与现有PLC的通信接口，或者可能涉及到某个客户过程应用中的检查。

ATS提供的定制化培训可满足不同层次的客户需求。“根据客户想要达成的培训目标、时间进度以及协作程度，培训可以从零开始，到全方位的内部培训或客户的现场培训。” Wardell说。

该公司还为客户提供“ATS大学课程”，其中包括一套专注于自动化具体项目的培训包。“我们可以为操作员、技术人员和工程师提供培训和认证，帮助他们成为自动化专家。” Wardell解释说。通过这样的大学，能够帮助客户在自动化基础知识方面打下坚实的基础。即使是面对流动的员工，客户也能够更好地管理新老人员的交接，并保持运营的稳定。

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维护外包是否有必要？

许多公司都显著减少了维护部门的规模以节省成本。在缺少内部的维护支持时，这些公司通常会寻求维修第三方的帮助。“客户希望找到专业的第三方专家团队，能帮助他们在高峰运行时保持系统的正常运转和稳定。”Durand说。关于远程维护的问题，Durand发现很少的客户期望第三方供应商远程访问其系统，出于对安全的考虑，“人们很不愿意接受远程访问”，他补充道。

从行业上来看，健康科学行业倾向于比汽车行业需要更多的维护外包服务。传统上，大多数汽车行业的企业本身自带强大的内部维护能力。相比之下，较新的行业对自动化系统的维护更缺少内部的支持，更希望寻求外界专家的帮助。

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提前发现问题所在

一个成功的维护合同需要各方对于合同涵盖的内容有清晰的理解。“对于我们来说，通常情况下，亲临现场的访问是每月一次。” Durand说，“有时，访问的次数取决于客户拥有的机器视觉系统数量。每月的访问并不是例行公事，它可以让我们认真检查各系统，以确保其以最佳性能运行，并回答经营者或技术人员提出的问题。”

此外，I4公司还会帮助客户检查系统日志文件，尽早发现那些可能看起来不那么明显的问题。 “有时候，我们会发现某些组件开始磨损或性能降低。这是很有价值的，尤其是在它真正成为一个问题以前就解决掉。” Durand说。

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如何做好备件管理？

对于一些客户，服务合同的定义包括延长保修甚至备件库存。在这一点上，Durand说，他的公司指定了标准化组件，尽可能满足客户的零部件供应和更换时间的需求。

ATS公司的做法是随着系统的发展，为客户提供一系列可供选择的零部件，而不是等到设计过程的结束后再去想零部件的问题，ATS倾向于与用户之间开展持续的讨论。“在某些理想情况下，我们甚至会在机器运转之前，帮助客户建立起完整的备件体系。” Wardell说。

显然，ATS并不具有如此规模庞大的现货备件仓库。相反，大部分更换的备件都是由第三方供应商提供的。尽管ATS提供的备件管理对于客户来说可能是有限的，客户仍能认为这对于帮助他们自己零部件库存系统很有帮助。

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可扩展的机器视觉系统

谈到系统升级和可扩展性，有两种不同的观点。一种观点认为，“当机器视觉系统安装和调试好以后，如果正常工作，就不要去碰它，小心呵护它，直到你决定替换它为止。” Durand说。而另一种观点是将机器视觉系统作为一个“活生生的，可以逐步扩展和改进的系统。”

Wardell认为，能够适应未来的系统，应当从系统设计开始，选用标准的组件，那些在下一个10年中还可以重新排列组合的模块化产品。有很多机器视觉系统采用了那些基于更先进技术的复杂部件后，那些部件在市场上仅仅几年后就消失的无影无踪。

为了提供更好的支持，ATS公司建议在系统设计阶段就要为零部件的选取把关。“有时，会发现采用一些最新的、最先进的非工业产品和解决方案，能够为客户节省成本。” Wardell说，“可是，当我们使用多年以后，发现一个系统的质量往往取决于各个部件的寿命和生命周期。”

Durand建议采用模块化组件的方式构建机器视觉的系统架构。“我们倾向于采用嵌入式处理器，使其与一个或多个工业相机通信。工业相机要选择具有标准化通讯协议的，这也是出于对未来可扩展性的考量，如果一个组件坏掉了，我们也不至于扔掉整个系统。”他说，“我们经常遇到客户的需求发生改变，比方说，想要具有更大的成像分辨率或添加第二个摄像头等等。而选用标准的组件对客户来说无疑是非常经济和高效的。”

随着时间的推移，大多数系统最终都将以某种形式得到升级和改进。比如，生产速度可能越来越快，或者，如果客户具有一个OCV应用，字符的大小可能改变，因此就可能需要更大分辨率的相机。这里需要强调的是，最好是确保组件基于三个主流的标准——AIA标准、USB3以及GigE标准中的一个。适应未来发展的一个重要方面，是确保客户具有在必要时迅速改变组件的能力，而采用标准协议的产品将更容易替换。

此外，为了更好地适应系统的变化，ATS建议做好自动化系统的备份。该公司的一款控制器具有一个备份棒，可以插入控制系统进行自动备份。一旦新的部件或组件到位，系统操作参数就可以恢复，生产线也可以迅速恢复运行。

采用标准协议的组件、模块化集成以及面向未来的架构，将帮助客户提高机器视觉系统的灵活性和使用寿命。同时，良好的文档管理，以及培训和维护支持，也是机器视觉系统稳定、高效运营的保证。